用有限元方法求解任意轴系的自由振动

本文用有限元法得到考虑油膜轴承以及地基的弹性和阻尼的任意轴系自由振动的复特征值及特征向量,并可计入轴承座的质量和转盘回转力矩的影响。采用非对称矩阵的改进QR方法求解广义复特征值问题,也可采用非对称矩阵的子空间迭代法求部分复特征值及特征向量。     

油膜轴承支撑的主推进系统建模及其参数影响

以舰船主推进轴系为研究对象,对其在冲击作用下的动力学行为进行研究．采用平均本征值方法建立轴承非线性油膜力模型,考虑了油膜涡动效应和挤压效应以及多个轴承油膜力的耦合影响,并考虑了轴承结构本身的刚度．采用弹性体动力学方法对推进轴建模,并用经典理论对动力方程进行离散,最后采用Runge-Kutta法进行数值仿真．实例分析验证了油膜力模型和推进轴模型的正确性,并为推进轴系部分参数的选择提供了理论参考．     

进给系统成对安装的角接触球轴承热分析

考虑轴承的离心力、陀螺力矩等因素建立滚珠的动载荷平衡模型,利用牛顿-拉弗逊法求解.然后对轴承、丝杠轴、轴承座取温度节点,考虑轴承热节点之间的接触热阻并利用轴承内部温度变化结合润滑剂的黏温效应实时修正轴系热源发热量、热边界条件等特性参数,建立机床进给轴承系统成对安装角接触球轴承的瞬态热网络模型.利用差分矩阵结合Matlab软件数值求解预测出不同进给速度下轴承座表面等重要节点的瞬态温升曲线,分析不同转速下轴系温度场的变化.并对不同进给速度下的轴系安排实际工况下的试验验证,证明了预测模型的有效性.     

红石水轮发电机组横向自振特性的计算分析

本文对水轮发电机组轴系统的横向振动的自振特性进行了分析，采用考虑陀螺效应的有限元法。引入了计算模型，给出了计算公式与计算方法。计算了红石水电站轴系统的横向自振特性，分析了产生振动的原因。     

伞式竖轴水轮发电机组轴系统的纵向自振特性的研究

本文分析了伞式机组的纵向自振特仕，对推力轴承的弹性油箱刚度及推力轴承的 油膜刚变问题做了专门探讨。结果表明：弹性油箱刚度在微幅振动时为常数，给出一 个油箱刚度计算公式；推导出一个油膜刚度经验公式。由公式得出，油膜刚度是其厚 度的函数， 从而导致机组轴系统纵向自振频率随工况不同而变化。     

薄壁连续箱梁的弯曲自振频率分析

为分析薄壁箱梁考虑剪切变形影响时的弯曲自振频率,将箱梁翼板、腹板受剪切变形影响的纵向位移综合为一个函数表达式.基于此表达式及Hamilton原理,运用能量变分法建立薄壁箱梁的弯曲自振频率控制微分方程.根据边界条件求解考虑剪切变形影响的简支箱梁弯曲自振频率.进而利用三弯矩法,得到等截面连续箱梁的弯曲自振频率表达式.数值算例结果表明,按照所得公式计算出的连续箱梁考虑了剪切效应的弯曲振动频率,与基于ANSYS空间壳单元及考虑剪切效应的梁单元有限元模型的计算结果均吻合较好.考虑剪切变形时,薄壁箱梁的弯曲自振频率减小,且随着自振频率阶数的增加,剪切变形影响逐渐增大,因此在求解薄壁箱梁的高阶自振频率时剪切变形的影响不可忽略.     

带有参数非确定性的单层厂房结构的地震响应

将材料参数非确定性和输入外荷载非确定性等的影响用结构的自振圆频率和响应的屈服位移的非确定性来表征，采用Monte-Carlo模拟方法对自振圆频率和结构响应的屈服位移考虑为非确定性参数时结构的非线性最大位移响应、最大恢复力响应进行计算分析，并对结构抗力与外荷载效应的相对比值对非线性结构系统可靠指标的影响进行初步研究。结果表明，非确定性参数对结构最大响应有显著影响，不同的非确定性对结构响应的影响程度不同，在非线性结构动力分析中区分各种非确定性因素的贡献是非常重要的。     

基于抛料机轴-圆盘转动机构的研究

根据弹性体系的振动理论,针对轴系偏心引起的抛料机不能正常运行的问题进行了研究.以离心力对轴系的动载荷所引起轴的挠度为出发点,对轴的弯曲变形、轴系的弹性系数、轴系自振频率等进行了理论分析和计算,确定了轴系设计的各主要参数,并进行了轴系的强度校核,解决了轴系偏心问题,确保了抛料机的正常工作.     

用计入轴系回转效应的传递矩阵法分析船舶轴系的横向振动

文中简单叙述了用计入轴系回转效应,轴承刚度等因素的传递矩阵法计算船舶轴系横向振动的计算式,编出了计算程序,在 TQ—16电子计算机上对不同类型的实船轴系进行了计算分析,分析了轴承支撑刚度、靠近推进器的艉轴轴承支撑点的位置、轴承工作部分的长度、推进器等集中质量的回转效应、轴段的回转效应、轴系的工作转速及推进器的附水效应等因素对轴系固有振动频率的影响。指出上述诸因素,例如轴系的回转效应、轴系的工作转速等因素对不同类型的轴系所产生的影响是不同的,在研究轴系的横向振动时应充分考虑。     

大型水泵—水轮机组轴系的动力特性

以某大型水泵—水轮机组为实例，讨论了机组轴系的动力特性——弯曲振动和扭转振动特性。要计算得到轴系的动力特性，关键在于正确建模，再通过试验或真机现场实测，获得必需的数据和资料，然后用转子动力学方法求得。讨论了建模的策略，分析了影响轴系动力特性的各种主要因素，如轴承油膜和支承结构的刚度、回转效应、水的参振质量以及各种水动力、机械力和电磁力。透彻地掌握轴系的动力特性是机组设计的主要内容之一，对机组的安全运行和故障诊断等至关重要     

透平发电机组轴系扭转振动特性研究

本文用连续质量法建立了单元透平发电机组轴系扭转振动的数学模型,分析了挠性叶片对轴系扭振特性的影响.在此基础上论述了并列耦合运行机组的扭振特性.     

轴的不平衡度对轴承振动的影响

利用分析力学方法建立了外圈有波纹度的球轴承振动模型，并求出了响应。分析了当轴存在不平衡度时对轴承的频谱特性的影响，指出了随着不平衡度的增加，轴承振动产生了新的频率分量。数值仿真结果与其他文献中的实验结论一致。     

转子—轴承系统阻尼与固有频率的理论计算

临界转速的计算是转子——轴承系统设计标准的重要组成部分,此外,还必须确定由轴承或其它因素所引起的稳定性。本文通过计算转子——轴承的系统阻尼和自振频率来同时解决上述两类问题。轴承及轴承外部的弹性与阻尼对系统稳定性的影响作了必要的研究,从而扩大了方法的使用范围。分析中考虑了陀螺力矩、剪切变形、轴承动特性诸因素的影响。利用复数变量基于传递矩阵法导出系统总矩阵。设计了计算机程序,计算中将已求得的复数共轭根从多项式中消除,从而缩短计算时间。本文建立的力学模型可模拟任何实际转子和轴承分布。为了验证方法和程序的可靠性对实际转子——轴承系统作了计算,并将其计算结果与实测结果作了比较。方法和计算机程序可作为高速转子——轴承系统设计的有力工具。     

齿轮轴系弯扭耦合振动特性

以某大型压缩机转子系统为研究对象,计及机组和支承的弹性变形和齿轮的时变啮合刚度,结合转子动力学,建立了齿轮转子系统的有限元模型,综合分析了齿轮转子系统的弯扭耦合振动特性.探讨了膜片联轴器、啮合刚度以及支承刚度、支承阻尼对齿轮转子系统固有频率和稳定性的影响.结果表明,啮合刚度对系统临界转速的影响不大,而对系统处于高阶模态时的稳定性影响较显著;膜片联轴器的中间轴段质量、膜片数目、膜片厚度等以及支撑的刚度、阻尼对系统的临界转速和稳定性都有一定的影响.     

115万kW超大型核电透平机组的静力分析

首次尝试确定具有１１个液膜动力轴承的１１５万ｋＷ超大型核电站透平发电机转子系统的静挠度、轴应力和支承反力的分布．使用有限元方法对该系统建立计算模型，计算和分析了轴承竖向对中状态的变化对支承反力和轴应力分布的影响．在正常运行速度和一定范围的轴承载荷下，计算了诸液膜轴承的刚度和阻尼系数以及液膜压力分布，并计及基础柔性．根据测量到的运行速度下诸轴承塞油孔动压力，预测和估算支承反力的分布，为动力分析打下基础．     

微机械谐振陀螺的有限元分析

依据微机械谐振陀螺的结构和工作原理,利用ANSYS有限元仿真软件对微机械谐振陀螺的设计进行了计算和仿真.首先计算了陀螺的驱动模态固有频率和检测模态的固有频率,分析了在检测方向的输出位移、哥氏力与输入驱动信号频率之间的关系,在这基础上,得出当驱动模态的固有频率与检测模态的固有频率比较接近时,输出哥氏力灵敏度较大.同时还分析了内框架梁与外框架梁对陀螺驱动模态与检测模态固有频率的影响,并以此为基础,提出了调节陀螺驱动模态固有频率与检测模态固有频率的方法.     

陀螺全站仪在井下测量中的应用研究

阐述了陀螺全站仪的定向作业方法,分析了陀螺全站仪的优点及其在矿井联系测量、井下控制测量及贯通测量方面的应用。     

Experimental Research on Resonance Response Differences of the Rotor System with Sliding and Rolling Bearings

Most of the research work on bearing-rotor systems usually simplifies the supporting bearing as a spring or damp system, and ignores that the resonance responses involve obvious differences when the same rotor system is supported by varying types of bearings. Aiming at the resonance responses of coast down running tests of the rotor system, we employed two different bearings in experiments: One is the fluid film journal bearing, and the other is the rolling element bearing. The experimental results obtained with the above bearings are compared. The resonance test Bode plots and orbit shapes of the rotor shaft are established. Also, summarized under resonance are the dynamic characteristics and regularities of the two types of bearing-rotor systems. The natural frequency and resonance mode of the same rotor system will change thoroughly with the type of supporting bearings. The results are helpful for system modeling, security running, dynamic design, the study of dynamic characteristics, and the fault diagnose of bearing-rotor systems.     

水流激励对水轮机主轴系统扭振固有频率的影响

以混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象,针对主轴系统存在扭振的情形,应用有限元法建立主轴系统动力学方程,利用理论力学和流体力学知识推导转轮内的水流对主轴系统所产生的作用力矩,得到水轮机转轮内水流激励向量,应用振动知识建立主轴系统的扭振频率方程,并根据扭振频率方程研究转轮内水流激励对主轴系统扭振固有频率的影响.研究表明:水轮机转轮内的水流激励不仅与水力参数有关,而且还和主轴系统的扭振有关,在水流激励的作用下,主轴系统扭振固有频率将比其未受到水流激励作用时的扭振固有频率有所降低,其中第一阶扭振固有频率降低幅度最大.最后通过实例对理论分析结果进行验证.     

多支点变刚度轴支承载荷的灵敏度

多支点轴支承载荷的分配直接影响设备的安全运行 ,各支承的标高是影响支承载荷分配的主要因素 ,只要建立了支承载荷对支承标高变化的灵敏度矩阵 ,便可方便地求得不同标高下的载荷分配 .传递矩阵推算方法需进行载荷和轴的简化才能求解 ,当载荷复杂且轴刚度变化大时便无法准确计算 .作者在不进行载荷和轴系简化的情况下 ,建立一种变刚度静不定梁的通用模型 ,推导出该梁任意截面的转角和挠度变形的一般方程 .由变形方程得出静不定梁求解的求解矩阵 ,导出支承载荷计算的灵敏度矩阵和线性公式 ,并对回转窑进行分析和计算 .研究结果表明 :该方法避免了由于载荷和轴系简化引起的计算误差 ,计算精度高 ;计算中对轴端支承形式也没有限制 ,是一种计算支承载荷灵敏度矩阵的通用方法